41933 Konstruktionsbrandteknik

2024/2025

Efter efteråret 2024 rykkes kurset til forårsemestret med start forår 2025.
Kursusinformation
Structural Fire Safety Design
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Architectural Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Civil Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Architectural Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Civil Engineering
Tilvalgskursus (B Eng), Bygningsdesign
E2B (tors 8-12)
F3B (fre 13-17)
Kurset udbydes i efteråret 2024 som hybridkursus for studerende, der ikke kan tage det i foråret 2025. Derefter udbydes kurset kun i forårssemestret med start forår 2025.
Campus Lyngby
I efteråret 2024 som hybridkursus.
Forelæsninger og opgaver
13-uger
E2B, F1B, Skiftlig eksamen i efterårsemestret 2024 følger E2B placering. Fra forår 2025 er placeringen F1B. Datoer og tidspunkter for de to mellemliggende test vil blive specificeret i forelæsningsplanen og annonceret på kursets første dag.
Skriftlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Delkarakterer: Skriftlig eksamen (50%). To mellemliggende test (25% hver).
Skriftlig eksamen: 3 timer
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
11021/11023
11021/11023
41203/41236/419534195641957419634196441965 , For at kunne følge med i kurset er det vigtigt at have grundkendskab til strukturel mekanik (statik, ligevægts- og kompatibilitetsligninger, elasticitet, ydre og indre kræfter, spændinger, tøjninger, forskydninger). Det anbefales også stærkt at kende det grundlæggende i design af stål- og betonelementer. Almen byggeteknisk viden om trækonstruktioner og videregående viden om stål- og betonkonstruktioner kan også anbefales.
Luisa Giuliani , Tlf. (+45) 4525 1812 , lugi@dtu.dk
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At deltagerne opbygger viden og færdigheder til at verificere of design bærende konstruktioner påvirket af høje temperaturer i form af fuldt udviklede brande og standard brande.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare hvordan udtrykket af en post-flashover brandtemperatur kan udledes af termisk ligevægt og hvilke parametre brandkurven afhænger af.
  • Angive forskellige designbrande baseret på denne model og forklare de vigtigste forskelle mellem nominelle brandkurver og parametriske brande.
  • Beregne brandegenskaberne (brændstofbelastning, termisk inerti og åbningsfaktor) for et givet rum og udlede den tilsvarende parametriske brandkurve.
  • Forudse hvordan variationen af disse parametre påvirker brandens sværhedsgrad og varighed og desuden opvarmningstemperaturen og brandmodstanden for de strukturelle elementer.
  • Beregne reduktioner af den mekaniske designbelastning ved brand, og hvordan de mekaniske belastninger påvirker den kritiske temperatur og brandmodstandsdygtigheden af brandudsatte konstruktionselementer.
  • Beregne reduktionen af de mekaniske egenskaber af stål, beton og træ ved høje temperaturer og efter kølet ned til 20 C.
  • Udføre design eller verifikation af uisolerede og isolerede stålelementer, der udsættes for en parametrisk eller standardbrand.
  • Udføre eftervisning af træelementer udsat for parametrisk eller standardbrand.
  • Udføre eftervisning af betonelementer, der udsættes for en parametrisk eller standardbrand under og efter branden.
  • Udpege mulige svagheder i den strukturelle brandrespons af en bygning og angive foranstaltninger for at forbedre dens brandmodstandsdygtighed.
Kursusindhold
Kursusindholdet er opdelt i følgende 4 hoveddele:

0. VARMEOVERFØRSEL OG DESIGNBRAND
Stråling, konvektion, ledningsligninger. Flashover og brand- og ventilationskontrollerede brande.
Karakteristiske brandparametre og udledning af parametrisk brand fra varmeligevægt.
EN og DK parametrisk og standard brand. Brandklassificering og modstandsklasser.
Mekaniske belastninger i brand og designmetoder.

1. STÅLELEMENTDESIGN
Termiske egenskaber af stål. Tværsnitsfaktor og Biot-nr. af stålprofiler. Klumpvarmekapacitetsanalysemetode og udledning af temperaturkurven af uisoleret stålelementer.
Isoleringsmaterialer til brandsikring af stålelementer og udledning af temperaturkurven af beskyttet stålelementer.
Reduktion af mekanisk egenskaber af varmvalset stål.
Beregning af bæreevne (verifikation) og beregning af isoleringstykkelse af stålelementer under påførte mekaniske belastninger (design).
Termisk udvidelse af stål og reduktion af kapaciteten af søjler med hindret termisk udvidelse.

2. TRÆELEMENTDESIGN
Træ som brændbart og byggemateriale. Ildstorme og bybrande.
Forkulning af træ. Reduktion af mekaniske egenskaber. Tværsnitsreduktionsmetode og styrkereduktionsmetode.
Beregning af bæreevnen af træbjælker og søjler til parametrisk og standardbrand (verifikation). Dimensionering af trætværsnit for påførte brand- og mekaniske belastninger (design) i simple tilfælde.
Forbindelser af træelementer og beregningsmetoder for kapaciteten af træ-stålforbindelser i brand.

3. BETONELEMENTDESIGN
Betons termiske egenskaber. Betonbygningers kollapser. Varm og kold tilstand.
Beton temp. til en- og to-vejopvarmning. Symmetrilinjer og tilsvarende fuldt eksponeret tværsnit.
Reduktion af mekanisk egenskaber af beton og armeringsstål. Permanent skade og reststyrke. Skadefaktorer (zonemetode) og brug af CONFIRE.
Beregning af bæreevne (verifikation) af beton elementer. Transient tøjninger og excentrisk belastede søjler.
Litteraturhenvisninger
Forelæsningsnoter og programmer (delt i DTU Learn)
Petterson & al.: Fire Engineering Design of Steel structure, Lund University, 1976 (delt i DTU Learn)
Hertz,K.D.: Design of Fire-Resistant Concrete Structures, Inst of Civil Engineers Pub., 2019
Sidst opdateret
16. maj, 2024